ES2283370T3 - Cintas adhesivas. - Google Patents
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Abstract
Cinta adhesiva según la reivindicación 1, caracterizada por que el porcentaje de látex de caucho natural es del orden del 5 al 80%, preferentemente del 20 al 50%, respecto al contenido sólido total. 10 12
Description
Cintas adhesivas.
El invento trata del desarrollo de cintas
adhesivas exentas de resina adhesiva con sistemas de composición
cohesivos en base a látices de estireno/butadina con un elevado
contenido de butadina y látex de caucho natural.
Los sistemas clásicos de composición adhesiva
para cintas adhesivas se basan generalmente en el caucho natural,
en copolímeros en bloque de estireno y en poliacrilatos. Para
aplicaciones en las que se requieren exigencias especiales de un
comportamiento reversible, se puede emplear también acetato
etilvinílico o polisobutileno.
Látices de estireno/butadina se emplean desde
hace años en el sector "Pressure Sensitive Adhesives" para
impregnar y estabilizar materiales de soporte. En este caso, están
en primera línea, papeles, géneros, y telas sin tejer. La
impregnación o el recubrimiento no deben ser pegajosos en ningún
caso debido a la aplicación. Los copolímeros de estireno/butadina
empleados para esta aplicación deben contener por lo tanto un
elevado porcentaje de monómeros endurecedores, pero por otro lado,
también monómero ablandador suficiente, de modo que el copolímero
sea aún flexible. Látices de estireno/butadina con un contenido de
butadina en torno al 25-55% cumplen esta exigencia
con holgura. Films en base a estos copolímeros, son medianamente
elásticos hasta elásticos y no adhesivos, dependiendo del contenido
en butadina. Este tipo de copolímeros existen en el mercado de
materias primas desde hace muchos años (Tipos de Butofan^{R} de
BASF, diversos tipos de Dow y de Synthomer). Dependiendo de su
fabricación, este tipo de látices o dispersiones contienen sistemas
emulsionantes para generar compatibilidad entre la fase orgánica y
la acuosa.
Los copolímeros de estireno/butadina se
utilizaron en el pasado también como polímeros base para
composiciones de etiquetas. En el sector de las etiquetas se añaden
frecuentemente a la cohesión significados secundarios, de modo que
sistemas débiles adhesivos, tras la composición con resinas
fijadoras comunes (dispersiones de resina) muestran en muchos casos
las características suficientes.
Los copolímeros de estireno/butadina se
describieron también en combinación con látices de caucho natural.
Un resumen al respecto se encuentra en: Donatas Satas, Handbook of
Pressure Sensitive Adhesive technology, 3 Edition, Natural Rubber
Adhesives by G. L. Butler (pág. 276-283).
Osari describe en la patente
EP-A1-688 843 la aplicación de
emulsiones acuosas en base a látex de caucho natural para la
fabricación de cintas adhesivas. El aditivo de dispersiones de
estireno/butadina con un contenido usual de aproximadamente
25-55% sirve en este caso, fundamentalmente para la
estabilización del látex de caucho natural de cizallamiento
inestable y para el ajuste de la viscosidad.
Como polímeros de revestimiento para
composiciones adhesivas cohesivas los copolímeros usuales de
estireno/butadina con un contenido de entre 25 y 55% son poco
apropiados, ya que éstos deben ser convertidos siempre en adhesivos,
usando considerables cantidades de resina de fijación, lo cual está
unido a una considerable pérdida de cohesión. Este procedimiento
excluye la aplicación para cintas adhesivas, para lo que se
necesitan composiciones adhesivas cohesivas.
Los copolímeros de estireno/butadina son
básicamente interesantes como polímeros de revestimiento para
composiciones adhesivas exigentes, debido a la estructura polímera
y al nivel de precio.
El objetivo del invento en este caso era
conseguir ayuda y poner a disposición una composición adhesiva en
base a estireno/butadina que no contenga la carencia de la baja
cohesión y con la cual se pueda fabricar una cinta adhesiva que
también pueda ser utilizada para aplicaciones reversibles.
Este objetivo se solucionó aplicando una
dispersión de estireno/butadina exenta de resina con un elevado
contenido de butadina y mezclada con látex de caucho natural. A la
composición resultante de este modo se pueden añadir, de ser
necesario, otros coagentes, por ejemplo, agentes de protección
contra el envejecimiento o contra los rayos UV, materiales de
relleno o emulgadores para adaptar la protección contra el
envejecimiento y los datos técnicos adhesivos. Tras el
recubrimiento de la composición adhesiva sobre un soporte de un
papel o de un polímero, se consigue una cinta adhesiva según los
requerimientos que satisfacen las exigencias de una cinta adhesiva
con características cohesivas y que es apta por ejemplo, para
aplicaciones reversibles. Este tipo de productos se pueden emplear
por ejemplo en el sector de la protección de superficies. Además, se
evitan influencias negativas sobre la cohesión de las composiciones
adhesivas a causa de resinas adhesivas. Durante el proceso de
desprendimiento se evitan también residuos de la resina
adhesiva.
La homopolimerización de estireno en un medio
acuoso suministra polímeros que debido a su elevado Tg tiene un
significado limitado para aplicaciones de pinturas. La
copolimerización de estireno con un porcentaje aproximado del
35-45% de butadina en un medio acuoso suministra
copolímeros capaces de unir films y en los que se puede lograr una
temperatura mínima de conformación de films de aproximadamente 0ºC,
de modo que estos sistemas pueden encontrar aplicación en los
sectores de la imprimación, de la pintura, de los aglutinantes y de
las modificaciones en general. Las dispersiones de etireno/butadina
se estabilizan generalmente mediante la adición de pequeñas
cantidades de grupos que contienen carboxilo, lo cual mejora
simultáneamente la adherencia sobre diversas bases. Como
composiciones adhesivas se pueden utilizar especialmente
dispersiones copolímeras de estireno/butadina carboxilada con un
contenido de butadina de 55-95%, preferentemente de
60-85%, respecto al material sólido total de
estireno y butadina, que mezclado con látex de caucho natural
revelan una excelente idoneidad como composición adhesiva para
cintas adhesivas reversibles. Este tipo de copolímeros carboxilados
contienen especialmente menos del 10%, preferentemente menos del 5%
de comonómeros carboxilados respecto al contenido de monómeros,
especialmente ácido acrílico en copolímeros.
Los tipos de dispersiones de estireno/butadina
según el invento con un contenido de >60% de butadina se pueden
conseguir por ejemplo de la firma Dow.
Los componentes de látex de caucho natural puede
ser tanto látices del tipo de amoniaco bajo "low ammonia" como
del tipo de amoniaco alto "high ammonia". Respecto al contenido
de material sólido en total de copolímero de estireno/butadina y de
látex de caucho natural, el porcentaje de caucho natural debería
fluctuar entre 5 y 80%, preferentemente entre 20 y 50%. Para la
determinación precisa de las características técnicas adhesivas se
pueden utilizar también mezclas de diferentes látices de caucho
natural. Para mejorar el comportamiento de envejecimiento se pueden
emplear dispersiones de agentes de protección contra el
envejecimiento y contra los rayos ultravioletas (UV) usuales que
son suficientemente conocidos del sector de los elastómeros.
Además, según la necesidad se pueden añadir
otros aditivos para la adaptación de las características del
producto, por ejemplo, materiales de relleno o emulgadores, por
ejemplo, del tipo de alquifenoles alcoxilados. Mediante estos
aditivos se consigue seguir influyendo sobre las características
técnicas adhesivas de la manera deseada. La regulación del balance
de adhesión/cohesión se puede realizar en caso de necesidad,
mediante la reticulación química a través de los grupos
carboxílicos existentes a través de agentes reticulantes
adicionales, por ejemplo, quelato de aluminio o de titanio.
La aplicación del compuesto adhesivo es de
10-120g/m^{2}, preferentemente de
15-40g/ m^{2}.
Como materiales de soporte para el invento se
pueden emplear todos los materiales de soporte usuales. En este
caso, se trata particularmente de films y papeles, que debido a las
características del proceso de tratamiento posterior y de
fabricación presentan las características mecánicas requeridas de la
aplicación.
En el caso de los films se trata básicamente de
polietileno, polipropileno, polivinilo clorhídrico, poliéster y
otros para la aplicación de polímeros y copolímeros usuales que se
pueden aplicar en una o en varias capas. Tratándose de sistemas de
varias capas puede variar también la composición y el espesor de
cada una de las capas.
Se puede utilizar film soplado o film plano.
Los espesores de los films son de 10 a 250
\mum, preferentemente entre 20 y 120 \mum.
Para garantizar la adherencia de la composición
adhesiva sobre el material de soporte la energía de la superficie
de la cara a cubrir debe estar dentro del segmento definido. Esto se
puede garantizar ya sea mediante una capa adicional de imprimación
o mediante un tratamiento de superficie. Preferentemente se aplica
un pre-tratamiento de llama o de corona con el que
se pueden conseguir las energías de superficie deseadas. Las
energías de superficies deberían estar en un rango de
25-50 mN/m, preferentemente de 30-45
mN/m.
Como materiales de soporte se pueden considerar
además, papeles cresponados definidos e impregnados y altamente
encolados, resistentes a la rotura que satisfacen las exigencias
deseadas. Dependiendo de la aplicación deseada se pueden utilizar
papeles con una mayor capacidad de extensión longitudinal como
capacidad de extensión transversal, como también papeles con mayor
capacidad de extensión transversal como capacidad de extensión
longitudinal, tanto en versión blanqueada como en la versión
ecológica sin blanquear.
Todos los datos de porcentajes se refieren a %
de peso.
Una composición adhesiva de dispersión compuesta
por un 75% de una dispersión de estireno/butadina carboxilada con
un contenido de butadina de más de 70% (XZ 91979.00, dispersión de
estireno/butadina de la firma Dow) y por un 25% de látex de caucho
natural (Látex centrífugo Low-Ammonia) es aplicado
continuamente con un dosificador de alambre sobre un film de
poliéster con un espesor de capa de 25g/m^{2}. Los datos
porcentuales se refieren al contenido de material sólido.
| Máquina: | Instalación de revestimiento piloto |
| Herramienta de aplicación: | dosificador de alambre |
| velocidad de trayectoria del soporte: | 3,5 m/min. |
\vskip1.000000\baselineskip
El material revestido es secado térmicamente a
continuación:
| Secado: (secador con toberas flotantes): | zona 1: | 100ºC |
| zona 2: | 120ºC |
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación, el material de lastre es cortado
en rollos.
Fuerza adhesiva/acero: 1,2 N/cm
Estabilidad al cizallamiento/acero (13x20mm,
1kp:>20.000 min:
Vía de microcizallamiento (40ºC, 3N,):
7\mum
Vía de termocizallamiento (5ºC/min, 3N, en ºC):
>200ºC
\vskip1.000000\baselineskip
Una composición adhesiva de dispersión compuesta
por un 50% de una dispersión de estireno/butadina carboxilada con
un contenido de butadina de más de 70% (XZ 91979.00, dispersión de
estireno/butadina de la firma Dow) y por un 50% de látex de caucho
natural (Látex centrífugo Low-Ammonia) es aplicado
continuamente con un dosificador de alambre sobre un film de
poliéster con un espesor de capa de 25g/m^{2}. Los datos
porcentuales se refieren al contenido de material sólido.
| Máquina: | Instalación de revestimiento piloto |
| Herramienta de aplicación: | dosificador de alambre |
| Velocidad de trayectoria del soporte: | 3,5 m/min. |
\vskip1.000000\baselineskip
El material revestido es secado térmicamente a
continuación:
| Secado: (secador con toberas flotantes): | zona 1: | 100ºC |
| zona 2: | 120ºC |
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación, el material de lastre es cortado
en rollos.
Fuerza adhesiva/acero: 0,55 N/cm
Estabilidad al cizallamiento/acero (13x20mm,
1kp:>20.000 min:
Vía de microcizallamiento (40ºC, 3N,):
5\mum
Vía de termocizallamiento (5ºC/min, 3N, en ºC):
>200ºC
Claims (11)
1. Cinta adhesiva compuesta por un soporte y una
composición adhesiva cohesiva exenta de resina adhesiva,
caracterizada porque la composición adhesiva está exenta de
resina adhesiva y está aplicada sobre el soporte como dispersión
acuosa copolímera de estireno/butadina, con un contenido de butadina
superior al 55% en peso, mezclada con un látex de caucho natural y
secada a continuación.
2. Cinta adhesiva según la reivindicación 1,
caracterizada porque el látex de caucho natural puede ser
tanto del tipo amoniaco bajo "low ammonia" como del tipo de
amoniaco alto "high ammonia".
3. Cinta adhesiva según la reivindicación 1,
caracterizada porque también se pueden emplear mezclas de
diferentes tipos de estireno/butadina y látex de caucho
natural.
4. Cinta adhesiva según la reivindicación 1,
caracterizada porque la composición adhesiva es químicamente
reticulable por adición de retículos comunes (por ejemplo, quelato
de aluminio o de titanio, otros complejos metálicos, isocyanate,
epoxi, etc.).
5. Cinta adhesiva según la reivindicación 1,
caracterizada porque la composición adhesiva es reticulable
físicamente, especialmente, por ejemplo, por endurecimiento mediante
haz electrónico (ESH).
6. Cinta adhesiva según la reivindicación 1,
caracterizada porque para mejorar la resistencia al
envejecimiento se pueden emplear agentes de protección contra el
envejecimiento y contra los rayos ultravioletas (UV).
7. Cinta adhesiva según la reivindicación 1,
caracterizada porque el soporte es una poliolefina, un
poliéster, un PVC o un papel.
8. Cinta adhesiva según la reivindicación 1,
caracterizada porque la tasa de aplicación de la composición
adhesiva es de 10 - 120 g/m^{2}.
9. Cinta adhesiva según la reivindicación 1,
caracterizada porque para mejorar el anclaje de la
composición se realiza un tratamiento físico de la superficie del
soporte o el soporte está pre-tratado con una capa
de imprimación.
10. Cinta adhesiva según la reivindicación 1,
caracterizada porque la dispersión de estireno/butadina es
del tipo de una dispersión estireno/butadina carboxilada.
11. Cinta adhesiva según la reivindicación 1,
caracterizada porque el porcentaje de látex de caucho natural
es del orden del 5 al 80%, preferentemente del 20 al 50%, respecto
al contenido sólido total.
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